人教版选修34 激光 第1课时 作业.docx

13.8激光1.下列说法正确的是()a.偏振光可以是横波,也可以是纵波b.因为激光的方向性好,所以激光不能发生衍射现象c.激光可以像刀子一样切除肿瘤d.以上说法都不对解析：光是横波,偏振光也是横波;激光也是光,因此激光就具有光波的特征,能够发生衍射现象;激光有很多用途,其中可用来做手术,切除肿瘤。答案：c2下列说法正确的是()a.无影灯是利用光的衍射原理b.全息照片用激光来拍摄,主要是利用了激光的相干性c.拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加一个偏振片可以减少反射光的强度d.在光的双缝干涉实验中,将入射光由红光改为紫光,则条纹间距变宽解析：无影灯是利用光的直线传播原理,选项a错误。拍摄玻璃橱窗内的物品时,在镜头前加一个偏振片可以减少反射光的强度,选项c正确。在光的双缝干涉实验中,将入射光由红光改为紫光,波长变短,则条纹间距变窄,选项d错误。选项b的叙述是正确的。答案：bc3.一激光发光功率为p,发出的激光在折射率为n的介质中波长为,c表示光在真空中的速度,下列说法正确的是()a.该光在真空中的波长为nb.该光在真空中的波长为nc.该光的频率为cd.该光的频率为cn解析：注意光从一种介质进入另一种介质时,频率不会发生变化,对激光也是一样。由于速度变化的原因,波长会相应变化。对同一频率的光,它在真空中的波长应大于在介质中的波长。答案：ad4激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重的卫星或飞船激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，于是形成一股高温高压的燃气流，以极高的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空激光火箭利用了激光的()a单色性好b平行度好c高能量 d相干性好【解析】利用激光的高能量特点，使推进剂急剧膨胀，喷出类似于现代火箭的燃料燃烧后产生的燃气流【答案】c5如图474所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光ao以入射角i照射到水平液面上，反射光ob射到水平位置的光屏上，屏上用光电管将光信号转换成电信号，电信号输入控制系统来控制液面的高度若发现光点在屏上向右移动了s距离，射到b点，则液面的高度变化是()图474a液面降低 b液面升高c液面降低 d液面升高【解析】光点右移，说明液面上升(如图)，由反射定律及几何关系，求得h【答案】d6激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点，在科学技术和日常生活中应用广泛下面关于激光的叙述正确的是()a激光是纵波b频率相同的激光在不同介质中的波长相同c两束频率不同的激光能产生干涉现象d利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离【解析】光波是横波，a项错；光在不同介质中传播速度不同，波长也不同，b项错；相干光的条件是频率相同，c项错，故选d.【答案】d7对于激光的认识，以下说法中正确的是()a普通光源发出的光都是激光b激光是自然界普遍存在的一种光c激光是一种人工产生的相干光d激光已经深入到我们生活的各个方面e激光比普通光的相干性好【解析】激光是人工产生的一种相干光，与普通光源发出的光不同，激光与我们的生活密切相关，所以c、d、e正确【答案】cde8白光通过三棱镜发生色散现象，下列说法正确的是()a不同颜色的光在真空中的光速不同b在同一介质中红光的折射率比紫光小c在同一介质中红光的光速比紫光大d每种颜色的光通过三棱镜都会分成几种颜色的光e只有复色光才会出现色散现象【解析】色散的原因是不同色光折射率不同由n判断光在介质中波速是：n越大，v越小；n越小，v越大【答案】bce9.(多选)以下说法正确的是()a.光纤通信利用了激光相干性好的特点b.激光武器利用了激光亮度高的特点c.激光写、读利用了激光亮度高的特点d.激光加工、激光手术利用了激光亮度高的特点解析:利用激光的相干性进行信息的传递,例如利用激光相干性好进行光纤通信;利用激光的平行度好进行精确测量和数据采集;利用激光的亮度高进行光切割和焊接。答案:abd10.红、黄、绿三种单色光以相同的入射角从水中射向空气,若黄光恰能发生全反射,则()a.绿光也一定能发生全反射b.红光也一定能发生全反射c.红、绿光都能发生全反射d.红、绿光都不能发生全反射解析:这三种色光的临界角关系是c红c黄c绿。答案:a11登山运动员在登雪山时要注意防止紫外线的过度照射,尤其是眼睛更不能长时间被紫外线照射,否则将会严重损伤视力。有人想利用薄膜干涉的原理设计一种能大大减小紫外线对眼睛的伤害的眼镜,他选用的薄膜材料的折射率为n=1.5,所要消除的紫外线的频率为f=8.11014hz,那么他设计的这种膜的厚度至少是()a.9.2510-8 mb.1.8510-7 mc.1.2310-7 md.6.1810-8 m解析:由于紫外线在膜前后表面的反射光相互加强,因此路程差为2d=m(m=1,2,),因此膜的厚度至少为,其中应为紫外线在膜中的波长。紫外线在膜中的传播速度为v=,则在膜中的波长为=2.46910-7m,因此膜的厚度至少为1.2310-7m。故选项c正确。答案:c12.激光散斑测速是一种崭新的测速技术,它应用了光的干涉原理。用二次曝光照相所获得的“散斑对”相当于双缝干涉实验中的双缝,待测物体的速度v与二次曝光时间间隔t的乘积等于双缝间距。实验中可测得二次曝光时间间隔t、双缝到屏之间的距离l以及相邻两条亮条纹的间距x。若所用激光波长为,则该实验确定物体运动速度的表达式为()a.v=b.v=c.v=d.v=解析:设双缝的间距为d,则由题设得d=vt。双缝到屏之间的距离l以及相邻两条亮条纹的间距x、双缝的间距d、光波波长满足x=,由以上两式可解得v=。故选项b正确。答案:b13.右图为玻璃厚度检测仪的原理简图,其原理是:固定一束激光ao以不变的入射角i照到mn表面,折射后从pq表面射出,折射光线最后照到光电管c上,光电管将光信息转变为电信号,依据测量光束在c上移动的距离,可以确定玻璃厚度的变化。设i=45,玻璃对该光的折射率为,c上的光斑向左移动了x,则可确定玻璃的厚度比原来变(选填“厚”或“薄”)了。解析:光经过平行玻璃砖传播方向不变,只发生侧移,光斑向左移,可见玻璃变厚。由=n,得r=30。设变厚为d。则dtan45-dtan30=x,所以d=x。答案:厚x14下图所示是一个圆柱体棱镜的截面图，图中e、f、g、h将半径om分成5等份，虚线ee1、ff1、gg1、hh1平行于半径on，on边可吸收到达其上的所有光线。已知该棱镜的折射率n，若平行光束垂直入射并覆盖om，则光线()a不能从圆弧射出 b只能从圆弧射出c能从圆弧射出 d能从圆弧射出解析：由折射率n知该棱镜的全反射临界角为c37(sinc)，从g点入射的光线垂直进入棱镜后，在g1点恰好发生全反射，则圆弧上所有入射的光线均发生全反射，不会从棱镜中射出，只有圆弧上入射的光线折射后射出棱镜。所以只有b正确，a、c、d错误。答案：b15一激光发光功率为p，发出的激光在折射率为n的介质中波长为，c表示光在真空中的速度，下列说法中正确的是()a该光在真空中的波长为nb该光在真空中的波长为/nc该光的频率为c/d该光的频率为c/n解析：注意光从一种介质进入另一种介质时，频率不会发生变化，对激光也是一样。由于速度变化的原因，波长会相应变化。对同一频率的光，它在真空中的波长应大于在介质中的波长。答案：ad16.彩虹是悬浮于空气中的大量小水珠对阳光的色散造成的，如图所示为太阳光照射到空气中的一个小水珠发生全反射和色散的光路示意图，其中a、b为两束频率不同的光线，则()a在水中单色光a的折射率大于b光的折射率b单色光a比单色光b的频率高c由水射向空气，a光发生全反射的临界角大于b光发生全反射的临界角d在水中a光的传播速度小于b光的传播速度解析：由题图知折射角rarb，据n知nacb，选项c正确；vc/n知vavb，d错。答案：c17.光导纤维的结构，其内芯和外套材料不同，光在内芯中传播，以下说法正确的是()a内芯的折射率比外套的大，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射b内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生全反射c内芯的折射率比外套的小，光传播时在内芯与外套的界面上发生折射d内芯的折射率与外套的相同，外套的材料有韧性，可以起保护作用解析：光导纤维内芯折射率较大。光在内芯中传播，射到内芯与外套的界面时，正好是由光密介质进入光疏介质。若此时入射角大于临界角，则发生全反射，光线被约束在内芯中。答案：a18.下列现象中，属于光的全反射现象的是()a肥皂泡上的彩色条纹b雨后天边出现彩虹c早晨东方天边出现红色朝霞d荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮解析：肥皂泡上的彩色条纹属于光的干涉，雨后彩虹属于光的折射，早晨的红色朝霞是由于空气的散射作用，荷叶上的水珠在阳光下晶莹透亮，是由于光线在水珠中发生全反射。d项正确。答案：d19.如图所示，一棱镜的截面为直角三角形abc，a30，斜边aba。棱镜材料的折射率为n。在此截面所在的平面内，一条光线以45的入射角从ac边的中点m射入棱镜。画出光路图，并求光线从棱镜射出的点的位置(不考虑光线沿原路返回的情况)。解析：设入射角为i，折射角为r，由折射定律得n由已知条件及式得r30如果入射光线在法线的右侧，光路图如图(a)所示。设出射点为f，由几何关系可得afa即出射点在ab边上离a点a的位置。如果入射光线在法线的左侧，光路图如图(b)所示。设折射光线与ab的交点为d。由几何关系可知，在d点的入射角60设全反射的临界角为c，则sinc由和已知条件得c45因此，光在d点发生全反射。设此光线的出射点为e，由几何关系得deb90bda2afbedbsin30联立式可得bea即出射点在bc边上离b点a的位置。答案：若入射光线在法线右侧，出射点在ab边上离a点a的位置；若入射光线在法线左侧，出射点在bc边上离b点a的位置。20应用激光平行度好的特性,可以精确地测量距离。对准目标发射一个极短的激光脉冲,测量发射脉冲与收到反射脉冲的时间间隔,就可求出激光器到目标的距离。若在地球上向月球发射一个激光脉冲,测得从发射到收到反射脉冲所用的时间为2.56 s,则月球到地球的距离大约是 km。解析：真空中的光速c=3.0108 m/s,从发射脉冲到收到反射脉冲所用时间t=2.56 s,月球与地球间距离为s=12ct=123.01082.56 m=3.84105 km。答案：3.8410521.原子发生受激辐射时,发出的光的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样,形成激光。激光测距仪激光雷达(发出极短时间的激光脉冲)用来测量距离可以达到很高的精度,同时它还能测定被测目标的方位、运动速度和轨道,甚至能描述目标的形状,进行识别和自动跟踪。(1)请说出激光的主要特点。(2)1969年7月,美国“阿波罗”宇宙飞船在登月科考活动中,在月球上安放了一台激光反射器,这台反射器成功地解决了用激光测量月地间距离的问题。请分析射向这台激光反射器的激光束,必定是沿原入射方向准确反射的原理。(3)在光的干涉实验中,为什么使用激光产生的干涉现象最清晰?答案：(1)相干性好,平行度好,亮度高。(2)利用全反射棱镜反射。(3)激光相干性好,易得到稳定的相干光源。22激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重的卫星或飞船激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，于是形成一股高温高压的燃气流，以极高的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空激光火箭利用了激光的什么特性？【解析】激光的平行度好且亮度高，可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，这样可以给火箭提供高能量【答案】平行度好和能量高的特性23.在研究材料a的膨胀特性时，可采用如图13711所示的干涉实验法a的上表面是一光滑平面，在a的上方放一个透明的平行板b，b与a上表面平行，在它们之间形成一厚度均匀的空气膜现在用波长为的单色光垂直照射，同时对a缓慢加热，在b上方观察到b板的亮度发生周期性变化当温度为